延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114297860A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202111649114.5(22)申请日2021.12.30(71)申请人中国人民解放军军事科学院国防工程研究院地址100036北京市海淀区太平路22号院(72)发明人秦有权吴应祥陶西贵马媛媛张伟锋(74)专利代理机构北京智乾知识产权代理事务所(普通合伙)11552代理人华冰(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书2页说明书12页附图6页(54)发明名称延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法(57)摘要本发明提出一种延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，预设初始飞行状态下弹体的攻角为零且弹体沿铅垂方向入射，弹体轴线、弹体偏转力、弹体速度均在入射平面内，将三维问题转化为二维问题，通过弹体与异形结构靶板碰撞后的运动轨迹与碰撞后的运动参数的分析，计算二次防弹障碍物碰撞点的位置，可为跳弹式防钻地弹结构的研发设计以及对周边目标的毁伤分析提供理论依据。CN114297860ACN114297860A权利要求书1/2页1.一种延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：步骤一：预设初始飞行状态下所述弹体的攻角为零；步骤二：建立第一次碰撞模型；步骤三：基于第一次碰撞模型得到碰撞后弹头的速度v'A以及首次碰撞后弹头速度，确定首次碰撞后弹头速度在Y轴方向的分量投影v'Ay；步骤四：确定材料恢复系数e；步骤五：计算首次碰撞后弹体质心速度在Y方向上的分量v'cy；步骤六：基于首次碰撞后弹体质心速度在Y方向上的分量v'cy，得到首次碰撞后弹体的角速度ω2以及首次撞击后弹体质心速度v'c所在的方向与首次撞击的碰撞面MN的夹角β；步骤七：对弹体的质心位置进行修正；修正后，其弹体质心与弹头顶部的距离L'；步骤八：得到修正后的首次碰撞后弹体角速度ω'2；步骤九：根据首次碰撞后的修正弹体角速度ω'2以及首次撞击后弹体质心速度为v'c所在的方向与首次撞击的碰撞面MN的夹角β，建立第二次碰撞模型；步骤十：根据异形靶板的几何尺寸，确定弹体与首次碰撞的异形靶板相邻的异形靶板的碰撞面上的碰撞点B的位置。2.如权利要求1所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，步骤二中，异形靶板的第一尖顶部的两个侧面为异形靶板的撞击面，通过所述撞击面进行导偏，根据撞击前弹体的质心速度、撞击面上的弹着点，弹体入射角度建立第一次碰撞模型。3.如权利要求2所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，步骤三中，所述首次碰撞后弹头速度在Y轴方向的分量投影v'Ay带动所述弹体进行偏转。4.如权利要求3所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，步骤四中，确定材料恢复系数e，其表达式如下；式中，v'Ay为首次碰撞后弹头速度在Y轴方向的分量投影；vAy为初始状态下弹头速度沿着Y轴方向的分量投影；vc为首次撞击前的弹体的质心速度；θ为弹体的入射方向与首次撞击面之间的夹角。5.如权利要求4所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，首次碰撞建模的初始坐标系为设表面MN方向为X轴，垂直于MN的方向Y轴，在初始坐标系中，所述弹着点为A，所述弹体的质心为C，撞击面为MN所在平面，弹体的入射方向与首次撞击面之间的夹角为θ。6.如权利要求5所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，弹体在碰撞之前角速度ω1＝0，弹体首次碰撞时弹体受到Y轴方向的碰撞冲量Iy，Ix＝0，首次碰撞后弹体质心速度在X轴方向的分量与首次撞击前弹体质心速度在X轴方向的分量相等，对首次碰撞模型进行修正。7.如权利要求6所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，第2CN114297860A权利要求书2/2页二次碰撞建模中，预设直线AD与首次碰撞后弹体质心速度v'c的方向平行；以直线AD为X轴，垂直于直线AD的方向为Y轴，重新建立第二次碰撞模型的定坐标系；同时，以t时刻后的弹体质心C1为原点建立动坐标系；其中t为首次碰撞至第二次碰撞之间的时间间隔；根据弹头顶点的相对运动轨迹(x',y')和建立弹头顶点的牵连运动轨迹(xo',yo')弹头顶点的绝对运动轨迹(x，y)。8.如权利要求7所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，添加首次碰撞的异形靶板的边线MN和第二次碰撞的异形靶板的边线PN；得到第二次碰撞的撞击面方程(xPN，yPN)。9.如权利要求6所述的延时引信弹药与跳弹式防护结构碰撞分析方法，其特征在于，二次碰撞防弹障碍物或二次碰撞防弹结构物为直线结构PG，其与水平X轴夹角为其与X轴交点为K，弹体入射点A与K之间的距离AK